一文读懂自动驾驶系统多传感器信息融合

智驾最前沿 2022-06-17 08:00
关注回复“资料”,领取特斯拉专利技术解析报告
多传感器信息融合系统功能和结构模型
信息融合模型可以用功能、结构和数学模型等几方面来研究和表示。功能模型从融合过程出发,描述信息融合包括哪些主要功能、数据库,以及进行信息融合时系统各组成部分之间的相互作用过程;结构模型从信息融合的组成出发,说明信息融合系统的软、硬件组  成,相关数据流、系统与外部环境的人机界面;数学模型则是信息融合算法和综合逻辑。为了更有针对性地研究信息融合算法,本次讨论信息融合系统的功能和结构模型。
多传感器信息融合示意
根据融合的功能层次,把信息融合分为五级,即五个层次。在信息融合的五级模型中,第一个层次为检测判决融合;第二个层次为位置融合;第三个层次为目标识别(属性)信息融合;第四个层次为态势评估;第五个层次为威胁估计。在这种功能模型描述中,前三个层次的信息融合适合于任意的多传感器信息融合系统,而后两个层次主要适用于军事应用指挥控制通信计算机情报监视与侦察系统,CSR系统中的信息融合。这是一种广义的信息融合功能分级法,这种从信息融合功能的角度出发把它分为五个层次,更有利于信息融合技术的研究。下图给出了这种分级方法的功能框图,图中,左边是传感器的监视/跟踪环境及数据的采集源。辅助信息包括人工情报、先验信息和环境参数。融合功能主要包括第一级处理、预滤波、采集管理、第二级处理、第三  级处理、第四级处理、第五级处理、数据库管理、支持数据库、人机接口和性能评估。
功能框图
检测级融合结构 
从分布检测的角度看,检测级融合的结构模型主要有五种:即分散式结构、并行结构、串行结构、树状结构和带反馈并行结构。  分散式空间结构的分布检测系统如下图所示,这空间结构实际上是将并行结构中的融合节点S取消后得到的。每个局部决u(i=1,,N)又都是最终决策。在具体应用中可按照某种规则将这些分离的子系统联系来,看成一个大系统,并遵循大系统中的某种最优化准则来确定每个子系统的工作点。并行结构的分布检测系统如下图所示,N个局部节点S1,S2,…,S的传感器在收到未经处理原始数据Y1,Y2,…,Y之后,在局部节点分别作出局部检测判决,然后,它们  在检测中心通过融合得到全局决策uo。这种结在分布检测系统中的应用较为普遍。
分散式结构
并行结构
位置融合结构
从多传感器系统的信息流通形式和综合处理层次上看,位置融合级系统结构模型主要有四种,即集中式,分布式,混合式和多级式。分别如下图所示:
集中式融合
分布式融合
混合式融合
多级式结构
集中式结构将传感器录取的检测报告传递到融合中心,在那里进行数据对准、点迹相关、数据互联、航迹滤波、预测与综合跟踪。这种结构的最大优点是信息损失最小,但数据互联较困难,并且要求系统必须具备大容量的处理能力,计算负担重,系统的生存能力也相对较差。
分布式结构的特点是:每个传感器的检测报告在进入融合以前,先由它自己的数据处理器产生局部多目标跟踪航迹,然后把处理过的信息送至融合中心,中心根据各节点的航迹数  据完成航迹关联和航迹融合,形成全局估计,这类系统应用很普遍。特别是在军事CISR系统中,它不仅具有局部独立跟踪能力,而且还有全局监视和评估特征的能力。系统的造价也可限制在一定的范围内,并且有较强的自下而上能力。这种结构还称作分级式3和自主式融合。在分布式结构中,各节点连接成类似于环形的结构,或许还有相互交叉的信息传输。 
混合式同时传输探测报告和经过局部节点处理过的航迹信息,它保留了上述两类系统的优点,但在通信和计算上要付出昂贵的代价。对于安装在同一平台上的不同类型传感器,如雷达、敌我识别(IFF)、红外搜索与跟踪、电子支援措施(ESM)组成的传感器群也许用混合式结构更合适,例如机载多传感器数据融合系统。 
在多级式结构中,各局部节点可以同时或分别是集中式、分布式或混合式的融合中心,它们将接收和处理来自多个传感器的数据或来自多个跟踪器的航迹,而系统的融合节点要再次对各局部融合节点传送来的航迹数据进行关联和融合,也就是说目标的检测报告要经过两级以上的位置融合处理,因而把它称做多级式系统。典型的多级式系统如海军指挥控制中心、舰队指挥中心、海上多平台系统、岸基或陆基战役或战略CR系统等。为了提高局部节点的跟踪能力,对分布式、混合式和多级式系统,其局部节点也经常接收来自融合节点的反馈信息如果从数据融合系统的五个层次上看,任何一个军用多传感器系统都可以看成是多级式融合结构。
多传感器信息融合示意
目标识别融合结构 
如之前所述,目标识别(属性)数据融合结构主要有三类:决策层属性融合、特征层属性融合和数据层属性融合。下图给出了决策层属性融合结构。在这种方法中,每个传感器为了获得一个独立的  属性判决要完成一个变换,然后顺序融合来自每个传感器的属性判决。其中I/D是来自第i个传感器的属性判决结果。示意图如下:
决策层属性融合结构 
特征层属性融合的结构
在这种方法中,每个传感器观测一个目标,并且为了产生来自每个传感器的特征向量要完成特征提取,然后融合这些特征向量,并基于联合特征向量作出属性判决。另外,为了把特征向量划分成有意义的群组必须运用关联过程对此,位置信息是有用的。数据层属性融合结构表示在下图中。在这种数据层融合方法中,直接融合来自同类传感器的数据,然后是特征提取和来自融合数据的属性判决。为了完成这种数据层融合,传感器必须是相同的(如几个红外(IR)传感器)或者是同类的(例如一个红外传感器和一个视觉图像传感器)。为了保证被融合的数据对应于相同的目标或客体,关联要基于原始数据完成。与位置融合结构类似,通过融合靠近信源的信息可获得高的精度,即数据层融合可能。
数据层属性融合的结构
比特征层精度高,而决策层融合可能最差,但数据层融合仅对产生同类观测的传感器是适用的。当然通过这三种方法也可以组成其他混合结构。另外,就融合的结构而论,位置与属性融合是紧密相关的,并且常常是并行同步处理的,这就是有人把它们看成一级融合的原因。Dasarathy将传统的数据层、特征层和决策层融合进一步细分为“数据入数据出(DAI DAO)”、“数据入特征出(DAI-FEO)”、“特征特征出(FEI-FEO)”、“特征入决策出  (FEI-DEO)”和“决策入决策出(DEI-DEO)”五级该方法可用于构建灵活的信息融合系统结构,对实际的应用研究有指导意义。
多传感器信息融合的优势在于,能够综合利用多种信息源的不同特点,多方位获得相关信息,从而提高整个系统的可靠性和精准度。未来传感器融合技术将显得更加重要,并且会成为一种趋势。
转载自网络,文中观点仅供分享交流,不代表本公众号立场,如涉及版权等问题,请您告知,我们将及时处理。

-- END --

智驾最前沿 「智驾最前沿」深耕自动驾驶领域技术、资讯等信息,解读行业现状、紧盯行业发展、挖掘行业前沿,致力于助力自动驾驶发展与落地!公众号:智驾最前沿
评论 (0)
  • 来源:虹科汽车电子 虹科技术 | PCAN View功能细讲:从实时监测到错误帧分析原文链接:https://mp.weixin.qq.com/s/yOonZ5NqSCnKjURr9hNC6A欢迎关注虹科,为您提供最新资讯!#PCAN #CAN总线 #工业通讯导读相信使用过PCAN工具的朋友都知道虹科PCAN-View这款免费软件,它具有直观的用户界面,可以实时监测和分析CAN总线上的数据帧,并提供过滤、发送和报文记录。但你知道吗?它其实不只是简单收发报文,虹科PCAN-View还能自动检测和报
    虹科电子科技 2024-03-18 15:48 95浏览
  • 电脑上的很多东西都是赚钱的手段,知道了就轻松自在。如果你在Win10、11等安装应用程序,出现:应用程序无法启动,因为应用程序的并行配置不正确。有关详细信息,请参阅应用程序事件日志,或使用命令行sxstrace.exe工具。你各种删除再安装,清理注册表,各种残留清理,各种模块开关设置、甚至重装系统,都不行,你可以考虑安装一下:通过微软网站:Microsoft visual C++ 2005Microsoft visual C++ 2008因为微软自带系统没有这两个基础程序,旧的应用程序多数要用的
    老黄姓黄 2024-03-17 15:59 184浏览
  • RD-03E_V1.0的使用手册包含设备的基本功能、硬件规格、软件配置和安装条件等详细信息。以下是一些可能包含在手册中的关键信息:基本功能:介绍RD-03E的主要功能和技术特点,例如精准测距或手势识别能力。硬件规格:提供RD-03E模块的详细硬件参数,包括尺寸、接口类型、电气特性等。软件配置:说明如何进行软件设置,包括固件升级、参数调整等操作指南。安装条件:描述模块的工作环境要求,如温度范围、湿度限制等。烧录说明:指导如何使用支持的工具(如keil 5 IDE)和烧录器(如CMSIS-DAP、J
    丙丁先生 2024-03-16 12:54 76浏览
  • 艾迈斯欧司朗全新“样片申请”小程序,逾160种LED、传感器、多芯片组合等产品样片一触即达。轻松3步完成申请,境内免费包邮到家!本期推荐艾迈斯欧司朗首款支持UV-A辐射、环境光闪烁检测功能的微型环境光传感器TSL2585。TSL2585尺寸小巧,采用L2.0mm xW1.0mm xH0.35mm 6引脚OLGA超薄封装,非常适用于可穿戴设备以及手机等这类产品尺寸和厚度受到限制的应用。基于先进的干涉滤光技术,TSL2585的每一个感光像素上都精确沉积了特定光学设计的滤光膜,整体约5µm厚,由60多
    艾迈斯欧司朗 2024-03-18 18:35 94浏览
  • 总结:科普量子计算机的水书。至少第一章是在科普量子计算机。唯一有点用的就是我上面这一张照片里面的笔记。上面说了为什么量子计算机会比传统计算机运算速度快的原因:因为传统计算机一位只能有一个数字,但是量子计算机可以0和1叠加起来显示。这样就造成了传统计算机需要运行很多遍的东西,而量子计算机不管多少多难都只用计算一次。(前提是量子比特位够长)---------------------------------------------------------------------------------
    youyeye 2024-03-17 17:04 132浏览
  • 1. 整流桥功能介绍整流桥在电子领域中扮演着至关重要的角色,为各种电子设备和电路提供了稳定的电源。整流桥的主要作用是将交流电信号转换为直流电信号。当交流电信号通过整流桥时,它会使得只有一个方向的电流能够通过,从而实现了将交流电信号转换为单向的直流电信号。在一些手持设备需要小巧轻便的整流桥来将交流电转换为直流电。医疗器械:一些便携式医疗器械或医疗监测设备,由于需要经常携带和移动,通常采用小体积的整流桥设计。智能家居产品:如智能插座、智能灯具等,由于需要集成在家居环境中,因此需要小体积的整流桥来满足
    上海雷卯电子 2024-03-16 14:07 103浏览
  • 安装Ubuntu后,可能会影响到Windows 10的启动方式,特别是在使用双系统引导时。这可能是导致您无法通过按F8进入安全模式的原因。以下是一些可能的原因和解决方法:启动管理器更改:安装Ubuntu后,GRUB或其他启动管理器可能成为默认的启动引导程序。这些启动管理器可能不会像Windows那样响应F8键进入安全模式的指令。快速启动功能:Windows 10的“快速启动”功能可能会影响您进入安全模式的能力。当启用快速启动时,系统会跳过某些启动步骤,这可能会阻止您通过F8进入安全模式。系统文件
    丙丁先生 2024-03-19 08:54 32浏览
  • 导读:网关设备是确保数据流畅通信的关键。虹科PCAN系列网关凭借卓越性能和创新技术,为众多应用提供了高效稳定的解决方案。本文将深入探讨虹科PCAN系列网关内部存储空间,特别是EEPROM和SPI Flash的配置与利用,并解析如何通过C编程实现快速实时的信号存读。通过虹科PCAN-Router FD的实例,我们将展示这些存储空间如何助力网关设备在复杂环境中保持卓越性能。一、网关内部存储空间概览网关的内部存储空间经过精心设计,旨在满足快速、稳定的数据处理需求。除了常规的RAM外,虹科PCAN系列网
    虹科汽车智能互联 2024-03-18 13:56 89浏览
  • 直流电机是现代社会中无处不在的动力装置,但它们也不是永远运转的机器。让我们一起来了解一下,为什么直流电机会失效,以及我们可以采取哪些措施来延长它们的寿命。  1. 人为因素的影响: 操作失误是直流电机失效的一个重要因素。粗暴地操控电机,比如不小心让它掉落或者使用不当,都可能导致内部零件的损坏,从而使电机无法正常工作。此外,静电放电也是一个需要重视的问题,特别是对于无刷电机而言。静电放电可能会损坏电机内部的传感器,进而影响其控制与反馈系统。 2. 环境因素的考量: 环境条件对直流电
    艾迈斯电子 2024-03-16 11:29 75浏览
  • 汽车氛围灯,顾名思义,是烘托车内氛围的照明灯,是汽车内饰情感化设计的一种体现。 一般有暖色(红色等)和冷色系(蓝色、紫色等)两种,在夜晚开启后绚丽浪漫,可营造车内情调,使得旅途并不是那么的枯燥无味,让人们拥有独特的驾驶体验。关于汽车氛围灯浪涌保护上海雷卯EMC小哥分析难点有以下几个方面:1. 复杂的电气环境:汽车的电气系统较为复杂,存在各种干扰源,如点火系统、电机、电子设备等,这可能会对氛围灯的浪涌保护造成挑战。2. 电压波动:汽车运行过程中,电源电压可能会出现较大的波动,例如启动引擎或电器设备
    上海雷卯电子 2024-03-16 13:51 82浏览
  • 使美国在21世纪保持安全,美国防部发布最新投资战略,12项领先发展科技,两项是传感器技术!近日(3月8日),美国国防部官网公布了《2024财年投资战略》(INVESTMENT STRATEGY FOR THE OFFICE OF STRATEGIC CAPITAL),确定了战略资本办公室(OSC)重点关注的优先关键组件技术行业投资战略,这是美国最新重量级投资计划。2022 年 12 月,美国国防部长劳埃德·奥斯汀三世 (Lloyd J. Austin III) 启动了战略资本办公室 (OSC),
    传感器专家网 2024-03-18 19:31 46浏览
  • 本书涵盖了边缘计算的各个方面,通过这本书可以对边缘计算有比较全面的认识。书中从边缘计算的发展历史到边缘计算的硬件,存储,通信,安全性,架构,数据处理,开源框架等方面概括性的介绍了边缘计算各个方面涉及的内容。由于本人是通信运营商的一线网络员工,所以对书中的通信内容比较感兴趣,大致介绍一下书中相关内容。翻译搜索复制5G的发展无疑促进了边缘计算的应用,5G设计之初其实就是为万物互联而生的,只不过现阶段的大部分的用户只能感受到其中的一个业务场景——eMBB,eMBB为增强移动宽带,对应的是要求高速,大带
    lospring3 2024-03-16 11:10 109浏览
  • 导读:相信使用过PCAN工具的朋友都知道虹科PCAN-View这款免费软件,它具有直观的用户界面,可以实时监测和分析CAN总线上的数据帧,并提供过滤、发送和报文记录。但你知道吗?它其实不只是简单收发报文,虹科PCAN-View还能自动检测和报告CAN总线上的错误帧,帮助用户快速发现和解决通信问题。无论是在汽车、工业自动化还是嵌入式系统领域, 虹科PCAN-View都是一个功能丰富且广泛应用的工具,为用户优化CAN总线系统的性能和提升通信的可靠性提供了极大的帮助。本文带你一起走进这些功能细节,深入
    虹科汽车智能互联 2024-03-18 13:54 111浏览
我要评论
0
1
点击右上角,分享到朋友圈 我知道啦
请使用浏览器分享功能 我知道啦